Saminfeksjon mellom BCoV og C. parvum kan gi mindre skade enn en BCoV-infeksjon
Ruchika Shakya
Bovint coronavirus og Crypto-sporidium parvum fører til diaré hos kalver. Ruchika Shakya har brukt in vitro-modeller for å studere samspillet mellom patogenene og effektene på vertens tarm.
Diaré er en utbredt lidelse hos kalv og skyldes ofte infeksjon. Bovint coronavirus (BoCV) og Cryptosporidium parvum (C. parvum) er blant de viktigste patogenene, og begge infiserer celler i tynntarmen. Saminfeksjon forekommer hyppig, men det er uklart hvilken betydning det har. Saminfeksjon kan gi uendret, mer alvorlig eller mindre alvorlig effekt på verten enn enkeltinfeksjoner.
– Det er vanskelig å studere dette i felt på grunn av det komplekse samspillet mellom vert, agens og miljø. Vi ønsket derfor å gjøre en in vitro-studie på samspillet mellom patogenene og på vertens respons på sam- og enkeltinfeksjon, sier Ruchika Shakya.
Etablerte bovine enteroider
Som vert benyttet forskerne først en cellelinje som lar seg infisere av begge agens. Deretter var målet å etablere bovine enteroider som et nytt vertssystem. En enteroide er en tredimensjonal minitarm som vokser ut fra stamceller isolert fra tarmvev. Enteroider inneholder flere av epitelcelletypene som finnes i tarmvev og antas derfor å utgjøre en god modell for naturlige tarmceller.
– Da vi infiserte cellelinjen med de to agensene, så vi at BCoV bandt seg til overflaten av C. parvum, som så brakte viruset inn i cellen. C. parvum blir liggende i en vakuole innenfor celleveggen, men på utsiden av cytoplasma, slik at viruset ble fanget og ikke kunne replikeres i cytoplasma, sier Shakya.
Saminfeksjon førte til færre nye viruspartikler
Saminfeksjon førte til at færre nye viruspartikler ble dannet, noe som kan føre til at færre celler blir infisert og til redusert skade i dyrets tarm. Forskerne fant ingen endring i replikasjon av
C. parvum.
Vertens respons ved enkelt- og saminfeksjon ble studert ved RNA-sekvensering. For BCoV var celleresponsen i hovedsak pro-inflammatorisk, mens for C. parvum var den knyttet til metabolisme. Et stort antall gener var utelukkende uttrykt under saminfeksjon, men man fant ingen felles biologisk effekt for disse genene.
For BCoV kan den pro-inflammatoriske responsen og endringene i celleskjelettet og i cellens slimbarriere føre til skaden man ser på tarmepitelet in vivo, og som gir diaré.
– Vi etablerte og dyrket enteroider og påviste flere typer epitelceller i disse. Det var mulig å infisere dem med BCoV, men ikke med C. parvum.
Sammenlikning av ekspresjon av enkelte gener ved BCoV-infeksjon i enteroidene og i cellelinjen indikerte at BCoV ga lettere skade på enteroidene enn på cellelinjen.
Kan brukes til å studere andre sykdommer
Resultatene peker mot noen av mekanismene bak celleskade ved BCoV-infeksjon som kan gi kalvediaré. Isolert sett kan resultatene tolkes som at saminfeksjon med BCoV og C. parvum kan gi en mer lavgradig virusinfeksjon enn det BCoV-infeksjon gir.
– Studien har også gitt oss noen interessante resultater som vi ønsker å belyse i videre studier. Et konkret resultat er etableringen av bovine enteroider, som i tillegg til studier av infeksjonssykdommer, for eksempel kan brukes til å studere genetiske sykdommer, kreft og og effekt av strålebehandling og medikamenter.
Ruchika Shakya forsvarte sin avhandling In vitro investigations on infections with bovine coronavirus and Cryptosporidium parvum 12. september 2023.
Hovedveileder: Mette Myrmel, NMBU
Medveileder: Lucy Jane Robertson, NMBU og Shokouh Makvandi-Nejad, Nykode Therapeutics, Norway